Estudo das propriedades mecânicas e penetração de cloretos em concretos com agregados reciclados de construção com alta substituição de cinza volante

Abstract

Atualmente, as indústrias da cadeia da construção civil no Brasil e no mundo estão diretamente envolvidas na discussão acerca dos desafios enfrentados para atingir as metas de redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) até 2050. A cadeia produtiva do cimento sozinha produz aproximadamente 8% das emissões de GEE no mundo. Além disso, deve-se considerar a geração de milhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos provenientes de construção e demolição, pois somente no Brasil foram 47 milhões de toneladas em 2020. Nesse contexto, uma alternativa visando minimizar tais efeitos consiste no emprego do resíduo de construção e demolição (RCD) como substituto do agregado natural (AN) em conjunto com a substituição do cimento Portland convencional por cinza volante (CV). Com isso, o presente trabalho tem como objetivo investigar os efeitos do uso do agregado reciclado (AR) e da CV nas propriedades mecânicas e de durabilidade dos concretos, principalmente no que tange à penetração de íons cloreto. Para tanto, foram empregados três teores de substituição (25%, 50% e 75%) de AN por AR e a substituição de 40% de cimento por CV para a produção dos concretos. Os concretos foram analisados quanto a sua resistência à compressão, módulo de elasticidade, carbonatação e resistência ao ingresso de íons cloreto. Os resultados demonstraram que o uso do AR pode ser empregado em até 50% de substituição, considerando uma resistência desejada de 30 MPa. O emprego da CV em elevados teores resultou em perda de resistência mecânica e aumento da carbonatação, mas no que diz respeito ao ingresso de íons cloreto os concretos tiveram resultados semelhantes ao concreto de referência.

Currently, the civil construction industry chain in Brazil and in the world are increasingly at the heart of discussion about challenges faced to achieve greenhouse gas (GHG) reduction goals by 2050. The cement production chain produces approximately 8% of the world's GHG emissions. Another point of alert is the generation of millions of tons of urban solid waste from construction and demolition, in Brazil, there were 47 million tons in 2020. Seeking to address these two serious problems, construction and demolition waste (CDW) was applied as recycled aggregate (RA) in this research as a substitute for natural coarse aggregate (NA) in conjunction with the replacement of conventional Portland cement by fly ash (FA). With this, the present work aims to observe the effects of RA and FA on the mechanical properties and durability of concrete, mainly regarding the penetration of chloride ions. For this purpose, 8 mix proportions of concrete were cast, two for each RA replacement level, respectively 25%, 50% and 75%, and two for concrete with AN, four of these were made with conventional CPV-ARI cement and the other four with 40% replacement of cement by fly ash. The concretes were analyzed for their compressive strength, elastic modulus, carbonation and resistance to chloride ion ingress. The results showed that the use of AR harmed the concretes mechanical and durability properties, mainly in the contents of 50% and 75%. The replacement of CV resulted in loss of mechanical strength and increase in carbonation, but about the chloride ions entry, the concretes had similar results to the reference one.